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物理 高校生

赤線部でなぜこの二か所は0なんですか⁇

基本例題 28 保存力以外の力の仕事 ト118 点Aを境に左側がなめらかで右側があ らい水平面がある。点Aより左側のなめ らかな水平面上で, ばね定数 100N/m の ばねの一端を固定し,他端に質量1.0kg の物体を置く。ばねを0.70m だけ縮めて手をはなすと, 物体はばねが自然の長さ になった位置でばねから離れた。重力加速度の大きさを9.8m/s' とする。 (1) 物体が 物体はばねから離れた後右に進み,点Aを通過して点Bで停止した。 物体とあらい面との間の動摩擦係数が 0.50 のとき, AB 間の距離1は何mか。 -0.70m -1m] P00000 一自然の長さ一 Aあらい水平面 B. 離れるときの速さひは何m/sか。 (1) 弾性力 (保存力) による運動では力学的エネルギーは保存される。 (2)力学的エネルギーの変化=D動摩擦力がした仕事 (W=-Fx) 解器(1) 最初に物体のもつ弾性力による位置エ ゆえに ひ=V100×0.70°=7.0m/s (2)動摩擦力が物体にした仕事は W-C0501.0×9.8×1=-4.9Z ( 物体の力学的エネルギーの変化一wより ネルギーは U=×100×0.70°J ばねから離れた後に物体のもつ運動エ ネルギーは K=×1.0×ぴ[J] カ学的エネルギー保存則より z×1.0×0"-- ×1.0×7.0°=-4.9/ 2 ゆえに 1= 7.0° -=5.0m 2×4.9 0+-×100×0.70°= ×1.0×ポ+0 2

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物理 高校生

動摩擦力のした仕事がこうなるのはなぜですか?

よって リ=7.0m/s を用いてもよい。 のここがポイント なめらかな曲面上の運動では,小物体の力学的エネルギーは保存される。 あらい斜面上の運動では, 重力(保存力)のほか動摩擦力 (保存力以外の力)がはたらき, 動摩擦力は小物体に負の仕事をするので,: その仕事の分だけ力学的エネルギーは変化する。 108 点Bを通る水平面を重力による位置エネルギーの基準水平面にとる。 (1)点Aと点Bにおいて, 力学的エネルギー保存則より 1 0+mgR=→mu+0 よって 0=V2gR N (2) 斜面 CD上で小物体にはたらく動摩擦 力の大きさをF', 垂直抗力の大きさを Nとする(図a)。斜面に垂直な方向の 力のつりあいより N=mgcos 0 よって,動摩擦力の式「F'=μ'N」より F'=μ'mgcos0 C→X間の運動で動摩擦力が小物体にした仕事Wは,「W=Fx」より W=-F'd=ーμ'mgd cos0 また,点Xの高さをんとすると,図aより h=dsin 点Aと点Xにおいて, 力学的エネルギーの変化=動摩擦力のした仕事 より mgh-mgR=W° h, Wの値を代入して mgdsin0-mgR=-μ'mgd cos 0 1 別解)点Cでの速さは mg B C mgcos@ 点Bでの速さと同じであるか 図a ら,C→X間での力学的エ ネルギーの変化を考えると mgh-→mu =W (1)より mgR==mu" 2 よって mgh-mgR=W R よって d=- sin0+μ'cos 0

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物理 高校生

cos180°になるのは力の向きと移動の向きが逆になるときと習いましたが、この問題文の中でその情報について書いてある箇所が分かりません。教えてください!!

基本例題 23力学的エネルギーの損失 図のように,一端を壁に固定したばね定数 k[N/m]の軽いばねの他端に質量 m[kg]の物体 をつけて,あらい水平面上に置く。 物体に水平な 力を加えてばねを自然の長さからx[m]縮めた後, 物体から静かに手を放したところ,物体は右向きに動き出し,ばねが自然の長さと なる点を通過した。物体と水平面との間の動摩擦係数をμ', 重力加速度の大きさを g[m/s°]とする。 (1) ばねがはじめて自然の長さになるまでに動摩擦力が物体にした仕事はいくらか。 (2) ばねがはじめて自然の長さになったときの物体の速さはいくらか。 m 00000 -x 自然の長さ 解答 (1) 物体にはたらく垂直抗力の大きさ N[N]は, 鉛直方 向の力のつりあいから, N=mg 動摩擦力の大きさ F'[N]は, F'=μ'N=μ'mg W=Fxcos0 から,W=μ'mg×x×cos180°=ーμ'mgx[J] (2).求める速さをv[m/s)とすると,(力学的エネルギーの変化) =(保存力以外の力からされた仕事)から, 垂直抗力 NA 弾性力 0000 動摩擦力F'V重力 mg E(変化後)-E(変化前) 動摩擦力は保存力以外の力 (m+0)-(0+)=ーバ'mgx よって, リー kx 2 -2u'gx [m/s] m

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物理 高校生

cos180°になるのは力の向きと移動の向きが逆になるときと習いましたが、この問題文の中でその情報について書いてある箇所が分かりません。教えてください!!

基本例題 23力学的エネルギーの損失 図のように,一端を壁に固定したばね定数 k[N/m]の軽いばねの他端に質量 m[kg]の物体 をつけて,あらい水平面上に置く。 物体に水平な 力を加えてばねを自然の長さからx[m]縮めた後, 物体から静かに手を放したところ,物体は右向きに動き出し,ばねが自然の長さと なる点を通過した。物体と水平面との間の動摩擦係数をμ', 重力加速度の大きさを g[m/s°]とする。 (1) ばねがはじめて自然の長さになるまでに動摩擦力が物体にした仕事はいくらか。 (2) ばねがはじめて自然の長さになったときの物体の速さはいくらか。 m 00000 -x 自然の長さ 解答 (1) 物体にはたらく垂直抗力の大きさ N[N]は, 鉛直方 向の力のつりあいから, N=mg 動摩擦力の大きさ F'[N]は, F'=μ'N=μ'mg W=Fxcos0 から,W=μ'mg×x×cos180°=ーμ'mgx[J] (2).求める速さをv[m/s)とすると,(力学的エネルギーの変化) =(保存力以外の力からされた仕事)から, 垂直抗力 NA 弾性力 0000 動摩擦力F'V重力 mg E(変化後)-E(変化前) 動摩擦力は保存力以外の力 (m+0)-(0+)=ーバ'mgx よって, リー kx 2 -2u'gx [m/s] m

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